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1、Vol134№1(Sum1171)塑料科技February2006PLASTICSSCI1&TECHNOLOGY15文章编号:100523360(2006)0120015204PVP与PVA对原位聚合导电聚苯胺薄膜的影响陶雪钰,王丹,王晓磊,魏琦,吴其晔(青岛科技大学高分子科学与工程学院,山东青岛266042)摘要:分别以水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯醇(PVA)为稳定剂,采用苯胺的分散聚合体系,在玻璃基片上原位沉积了表面光滑均匀、亚微米厚度的导电聚苯胺薄膜,改善了导电聚苯胺的加工性能。研究了薄膜的形貌、厚度及电导率。结果表明:聚苯胺薄膜表面
2、光滑,黏附一些胶体粒子,以PVP为稳定剂制备的聚苯胺薄膜表观质量好于以PVA为稳定剂得到的聚苯胺薄膜,表面更加光洁致密;不同稳定剂影响聚苯胺薄膜厚度及性能,在其他实验条件相同的情况下,以PVA为稳定剂制备的聚苯胺薄膜厚度及电导率均高于以PVP为稳定剂制备的聚苯胺薄膜厚度和电导率。关键词:原位沉积;分散聚合;聚苯胺薄膜;聚乙烯醇;聚乙烯吡咯烷酮中图分类号:TQ32519;TQ3201721文献标识码:A聚苯胺是最常见、最具应用前景的导电高分子化电PANI薄膜的形貌、厚度及电导率。合物之一。但由于其共轭的主链结构,不溶不熔,限制了加工应用。苯胺在酸性介质中氧化
3、聚合得到聚苯胺1实验部分沉淀;在苯胺氧化聚合过程中,浸入反应体系的玻璃表111试剂和仪器面会自动涂覆一层100nm～400nm厚的聚苯胺薄苯胺(An,经二次减压蒸馏),化学纯,天津博迪化〔1,2〕膜。这一发现已发展为通过原位沉积技术制备聚工有限公司;苯胺薄膜,同时也为玻璃及其他基体的表面改性提供聚乙烯吡咯烷酮(PVP,K90,Mw=376000),上海了条件。聚苯胺薄膜不仅可以沉积在亲水基体表面,胜浦新材料有限公司;〔3,4〕〔5,6〕还可以沉积在憎水基体表面。纤维,织物及微聚乙烯醇(PVA-124,聚合度2400,醇解度99mol%),〔7,8〕孔薄膜已
4、作为使用导电高分子改性的模板。原位日本进口分装;聚合沉积技术现已拓展为对各种微粒表面进行涂覆,过硫酸铵(APS),分析纯,上海埃彼化学试剂有限〔9,10〕〔11〕进而制备复合材料或在电流变实验中得到应公司;用。聚合过程同时生成的聚苯胺沉淀很容易附着在薄浓盐酸(HCl),化学纯,烟台三和化学试剂有限公〔12〕膜表面,导致薄膜表面较粗糙。在反应体系中加入司;稳定剂,就会阻止聚苯胺宏观沉淀的形成,而生成胶体TU-1800pc型紫外可见分光光度计,北京普析粒子,同时明显改善薄膜表面光滑度。无机胶体及水通用仪器有限公司;〔13〕溶性高分子可起到稳定作用。本文主要以水
5、溶性JEOLJSM-6700F型扫描电子显微镜,日本电子高分子聚乙烯醇(PVA)及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为公司;稳定剂,玻璃为基体,在苯胺的分散聚合体系中原位聚SDY-4型四探针测试仪,广州半导体材料研究所。合沉积导电聚苯胺(PANI)薄膜,以改善导电PANI的112导电PANI薄膜的制备加工性;并对比了以PVP及PVA为稳定剂制备的导将仔细清洗过的玻璃片放入含有012M的苯胺(An)与稳定剂的混合溶液,分别采用PVP及PVA作作者简介:陶雪钰(1981-),女,硕士研究生,研究方向:多稳定剂,溶液温度保持在0℃,将相同温度0125M的相高分子体系的制备
6、、结构与性能。E2mail:taoxueyu01@1631com收稿日期:2005209201过硫酸胺(APS)盐酸溶液加入反应容器,引发聚合。16陶雪钰,等PVP与PVA对原位聚合导电聚苯胺薄膜的影响苯胺与APS的摩尔比为1∶1125,在不同反应时间取211导电PANI薄膜形貌出玻璃基片,用1M的HCl冲洗,然后浸入012M的在苯胺分散聚合时,体系中生成稳定分散的亚微苯胺盐酸溶液中,使聚苯胺由全氧化态转变为中间氧米级PANI胶体粒子;同时浸入体系的玻璃表面会自化态。30min后,用1M的HCl冲洗,浸泡30min,取动沉积PANI薄膜。图1是分别以水溶性
7、高分子出后自然晾干,即可制得绿色导电PANI薄膜。PVP及PVA为稳定剂制备的导电PANI薄膜扫描电镜照片。从图1中可以看出,薄膜表面较光滑,均由2结果与讨论PANI颗粒构成,其表面黏附一些胶体粒子。薄膜制备图1原位聚合制备PANI薄膜扫描电镜照片a-PVP;b-PVA后,多次冲洗可以减少表面黏附的胶体粒子数量。宏PANI薄膜厚度与时间关系如图2所示。从图2中可观上,以PVP及PVA为稳定剂均可制备表面光滑平看出,反应前期,随时间延长,采用两种稳定剂制备的整的导电PANI薄膜,但相同实验条件下,以PVP为PANI薄膜厚度均逐渐增大,到一定时间,膜厚均基本稳
8、定剂得到的PANI薄膜表面更光洁,表观质量好于不变,趋于一平衡值(
